2022届高考化学一轮复习 第六章 第19讲 原电池 化学电源课时作业练习（含解析）.docx

1、第19讲 原电池 化学电源1电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样的电池的发明是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是()A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C氢氧燃料电池工作时氧气在正极被还原D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅答案：C2下列电池工作时，O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢氧燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池答案：B3某原电池总反应为Cu2Fe3=Cu22Fe2，下列能实现该反应的原电池是()ABCD电极材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3解析：由题

2、意知，Cu为负极材料，正极材料的金属活动性必须弱于Cu，其中B、D项符合该条件；由Fe3得电子生成Fe2知，电解质溶液中必须含有Fe3，同时符合上述两条件的只有D项。答案：D4.如图是用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是()A铜片表面有气泡生成B装置中存在“化学能电能光能”的转化C如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动D如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变解析：锌铜原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu上有气泡生成，故A正确；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故B正确；柠檬汁显酸性也能做电解质溶液，所以将稀硫酸换成柠檬

3、汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C错误；金属性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由Cu流向负极，故D正确。答案：C5锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A正极反应为Zn2e=Zn2B电池反应为ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从Cu极流向Zn极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液答案：B6用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述正确的是()选项甲乙丙实验装置现象a不断溶解c的质量增加a上有气泡产生A.装置甲中的b金属是原电池的负极B装置乙中的c金属是原电池的阴极C装置丙中的d金属是原电池的正极D四种金属的活动性顺序：dabc解

4、析：甲中a不断溶解说明a是负极，活动性：ab，A错误；原电池用正极或负极命名电极，B错误；由乙中现象知活动性：bc；丙中d是负极，活动性：da，C错误；由以上分析知，D正确。答案：D7控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是()A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原C电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极解析：由图示结合原电池原理分析可知，Fe3得电子变成Fe2被还原，I失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流表读数为零时，Fe3得电子

5、速率等于Fe2失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；D项，在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动，I2被还原为I，乙中石墨为正极，D不正确。答案：D8镉镍可充电电池的充、放电反应按下式进行：Cd2NiO(OH)2H2OCd(OH)22Ni(OH)2，由此判断错误的是()A放电时，Cd为负极B充电时，正极上发生还原反应C电解质溶液为碱性溶液D放电时，负极反应为Cd2OH2e=Cd(OH)2解析：该原电池放电时，Cd元素化合价由0价变为2价，Cd失电子发生氧化反应而为负极，故A正确；充电时，正极对应电解池的阳极，发生氧化反应，故B错误；放电时，正、负极上电极反应式分别为2N

6、iO(OH)2e2H2O=2Ni(OH)22OH、Cd2e2OH=Cd(OH)2，根据电极反应式知，电解质溶液为碱性溶液，故C正确；放电时，Cd失电子发生氧化反应而为负极，电极反应式为Cd2OH2e=Cd(OH)2，故D正确。答案：B9锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：Zn为负极，Cu为正极，铜电极上发生还原反应，A项错误；负极发生的反应为Zn2e=Zn2，正极反应式

7、为Cu22e=Cu，而该离子交换膜是阳离子交换膜，因此Zn2由甲池交换到乙池，故甲池中硫酸根离子浓度几乎不变，B、D项错误；铜电极上Cu2放电，Zn2通过阳离子交换膜进入乙池，C项正确。答案：C10(2021广东佛山质检)沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A碳棒b的电极反应式为O24e4H=2H2OB光照强度对电池的输出功率有影响C外电路的电流方向：碳棒a碳棒bD酸性增强不利于菌落存活，故工作一段时间后，电池效率降低解析：由题图可知，碳棒a为负极，碳棒b为正极。A项，正极O2得电子生成水，电极反应式为O24e4H=2H2O，故A正确；B项，CO2在光照

8、和光合菌的作用下反应生成氧气，光照强度对电池的输出功率有影响，故B正确；C项，外电路电流由正极流向负极，即由碳棒b碳棒a，故C错误；D项，酸性增强会使菌落失活，工作一段时间后，电池效率降低，故D正确。答案：C11某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_。方案：有人利用Fe、Cu做电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写

9、出电极反应式。正极反应式：_。负极反应式：_。方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案：_(与方案、不能雷同)，用离子方程式表示其反应原理：_。解析：方案：铁与酸反应产生气泡，Fe2H=Fe2H2，而铜与酸不反应。方案：设计原电池时以铁、铜为电极，电解质溶液为稀硫酸或盐酸等溶液。实验现象是铁溶解，而铜极上有无色气泡产生。在负极：Fe失去电子变为Fe2，Fe2e=Fe2；在正极，溶液中的H获得电子变为H2,2H2e=H2。方案：设计简单实验时注意原理与方案及方案的原理不同，且现象明显，操作简单。将铁片置于CuSO4溶液中，若铁片表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活

10、动性强，离子方程式为FeCu2=Fe2Cu。(合理即可)答案：方案：Fe2H=Fe2H2方案：装置如图所示2H2e=H2Fe2e=Fe2方案：将铁片置于CuSO4溶液中，若铁片表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强FeCu2=Fe2Cu12铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极板是惰性材料，电池总反应式为PbPbO24H2SO2PbSO42H2O。请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时：正极的电极反应式是_；电解液中H2SO4的浓度将变_(填“大”或“小”)；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_ g。(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按如图连接，电解一

11、段时间后，则在A电极上生成_，B电极上生成_，此时铅蓄电池的正极、负极的极性将_。解析：(1)原电池中正极上得电子，负极上失电子。根据电池总反应式负极反应式为PbSO2e=PbSO4质量增加 2 mol 96 g 1 mol m求得m48 g。(2)电解池中与电源正极相连的电极(阳极)上失电子，与电源负极相连的电极(阴极)上得电子。则阳极反应为PbSO42H2O2e=PbO24HSO；阴极反应为PbSO42e=PbSO。根据图示，电解一段时间后，原PbO2极变成Pb，原Pb极变成PbO2，即铅蓄电池的正负极的极性对换。答案：(1)PbO22e4HSO=PbSO42H2O小48(2)PbPbO2

12、对换B组提升题组13为体现节能减排的理念，某研究机构研制出了新型固态氧化物燃料电池(SOFC)，该电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A电子从b极经导线流向a极B正极的电极反应式为O24e2H2O=4OHC还可以选用NaOH固体作固态电解质D若反应中转移1 mol电子，则生成22.4 L(标准状况)CO2解析：燃料电池通入氧气的电极为正极，则a为正极，电子从b极经导线流向a极，故A正确；介质为固态熔融介质，不存在水溶液，则正极的电极反应式为O24e=2O2，故B错误；CO2能与NaOH反应生成Na2CO3，则不可选用NaOH固体作固态电解质，故C错误；若反应中转移1 mol电子，参加反

13、应的氧气为0.25 mol，生成CO2为0.5 mol，体积为11.2 L(标准状况)，故D错误。答案：A14一种电催化合成氨的装置如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是()A图中涉及的能量转化方式共有3种B两极产生的气体的物质的量之比是11C电路中每通过1 mol电子，有1 mol H迁移至a极Db极上发生的主要电极反应式为N26H6e=2NH3解析：图中涉及的能量转化有太阳能电能，风能机械能电能，电能化学能等，A项错误；若不考虑H2，O2和NH3的物质的量之比为34，B项错误；H应向b极迁移，C项错误；b极上发生：N26H6e=2NH3(主要)、2H2e=H2(次要)，D项正确。答案：D

14、15(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示：HS在硫氧化菌作用下转化为SO的反应式是_。(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应方程式为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。放电过程中，Li向 _(填“负极”或“正极”)移动。负极反应式为_。电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成_g Pb。(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如图所示。a电极的电极反应式是_；一段时间后，需

15、向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是_。解析：(1)酸性环境中反应物为HS，产物为SO，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应式：HS4H2O8e=SO9H。(2)根据该电池总反应方程式知，电路中每转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Pb，即20.7 g。(3)a电极是通入NH3的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极为负极，电极反应式是2NH36e6OH=N26H2O；一段时间后，需向装置中补充KOH溶液，原因是发生反应4NH33O2=2N26H2O，有水生成，使得溶液浓度逐渐变小，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH。答案：(1)HS4H2O8e=SO9H(2)正极Ca2Cl2e=CaCl220.7(3)2NH36e6OH=N26H2O发生反应4NH33O2=2N26H2O，有水生成，使得溶液浓度逐渐变小，所以要补充KOH